Файл: Дракин, И. И. Основы проектирования беспилотных летательных аппаратов с учетом экономической эффективности.pdf

чества БЛА. Отсюда следует, что особенно важно обратить вни­ мание на надежность, закладываемую при проектировании.

Из приведенных в табл. 5. 1 цифр следует, что наибольшее внимание должно уделяться надежности систем наведения и уп­ равления. Однако отсюда не следует делать вывод, что наиболее строгие требования по надежности должны предъявляться раз­ работчикам систем наведения и управления. Дело в том, что значительная часть, если не большая часть, «вины» за отказы этих систем лежит на разработчиках летательного аппарата.

Причинами снижения времени безотказной службы аппара­ туры на корабле являются вибрации и ударные нагрузки. Оче­ видно, что одной из задач конструктора корабля по повышению надежности аппаратуры, применяемой на корабле, является уменьшение указанных нагрузок или, по крайней мере, установ­ ка соответствующих демпферов и амортизаторов.

На самолетах вибрационные и ударные нагрузки могут быть больше, чем на кораблях. Поэтому влияние этих нагрузок на надежность еще более значительно. При этом время безотказ­ ной работы зависит от типа самолета. Например, на самолетах СШ А среднее время безотказной работы связного блока AN/ARC-27 составляло: на бомбардировщике В-36— 183 ч, на бомбардировщике В-47 — 77 ч, на истребителе S2F — 32 ч. Бом­ бардировщик В-36 был поршневой, а В-47 реактивный. Наиболь­ шие нагрузки в полете были у истребителя. В данном случае, кроме нагрузок, имела также значение частота включения аппа­ ратуры, так как среднее время продолжительности одного поле­ та указанных самолетов было соответственно: 13,3 ч, 6,6 ч и 2,2 ч.

Существенное сокращение времени безотказной работы в по­ лете наблюдается и при испытаниях отдельных элементов радио­ аппаратуры. Так, например, средний срок службы стандартных и

миниатюрных радиоламп в полете в 50 раз меньше, чем на зем­ ле [50].

180

Влияние возникающих в полете нагрузок на время безотказ­ ной работы БЛА значительно. Так по работе [25] среднее время безотказной работы аппаратуры на БЛА в 4 раза меньше, чем на самолетах.

Заметим, что по сравнению с временем безотказной работы аппаратуры в лаборатории, в полете на БЛА это время по рабо­ те [36] в 400 раз меньше. Отсюда видно, каковы возможности повышения надежности бортовой аппаратуры для конструкто­ ров БЛА.

На эффективность и надежность аппаратуры, особенно радио­ электронной, существенное влияние оказывает температура. Так, например, при повышении окружающей температуры частота от­ казов радиоламп согласно работе [103] увеличивается пропорцио­ нально шестой степени абсолютной температуры. Следователь­ но, при увеличении окружающей температуры, например, на 50°, принимая за номинальную 20° С, получим увеличение частоты отказов в 2,57 раза. Аналогично, по работе [71] такое увеличение температуры повышает частоту отказов пленочных сопротивле­ ний в 3 раза.

2.ВЕСОВОЙ ЭКВИВАЛЕНТ НАДЕЖНОСТИ. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДУБЛИРОВАНИЯ

Повышение надежности какой-нибудь детали или агрега­ та ведет к снижению величины затрат на выполнение целевой задачи Qq. 3. Однако экономические затраты на мероприятия по повышению надежности ведут к повышению величины Qu. 3.

Очевидно, повышать надежность целесообразно в том случае, если мероприятия по повышению надежности будут вызывать суммарные затраты, не превышающие экономии от повышения надежности. Исходя из общего экономического критерия, т. е. из затрат Оц. з на выполнение целевой задачи, очевидно, повышать надежность целесообразно в том случае, если

dQn.3 ^ о dRA ^

Предполагается, что функция Qu. 3 является непрерывной по от­ ношению к величине Яя.

Предельно целесообразные затраты на повышение надежно­ сти должны удовлетворять уравнению

181

является функцией числа снарядов пс, необходимых для выпол­ нения целевой задачи с заданной вероятностью, вероятности вы­ полнения целевой задачи одним снарядом Р і и величины затрат Q п на один вылет, можно написать

Учитывая эти выражения, приведенное выше уравнение после

Так как нам нужно найти предельно целесообразные затра­ ты на повышение надежности, то будем их определять прибли­ женно. В связи с этим пренебрегаем экономическим и частично весовым масштабным эффектом. Тогда, учитывая, что

182

В случае нахождения анализируемой детали в т -й ступени, зна­ чения рк, рт и /р должны определяться с учетом всех предшест­ вующих ступеней, т. е.

Вероятность выполнения целевой задачи одним снарядом можно представить в виде

Р і

P i = R* -R,

где величина Рі/і?д не зависит от Яя, поэтому

С учетом найденных выражений, уравнение (5. 3) примет вид

При малых изменениях, входящих в это выражение величин (AGyQB, АQH/QB, ARn/RR), относительное изменение веса детали будет

/р ( ЯкР-к + ?Тіат)

Q B

<7в Go

Величина (A G Ä/G0)3KB является весовым эквивалентом изме­ нения надежности. Это означает, что увеличение надежности де-

183